Speichersystem mit einer integrierten Matrix aus nichtflüchtigen, umprogrammierbaren Speicherzellen

Abstract

 Als Festwertspeicher für die in einem Korrekturregister (k) aus statischen, flüchtigen Speicherzellen zu speichernden Adressen von defekten Matrixzeilen dient ein festgelegter intakter Matrixteil (t), aus dem während eines Normierzyklus die Adressen in das Korrekturregister (k) übernommen werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine integrierte Matrix aus nichtflüchtigen, umprogrammierbaren Speicherzellen, von der ein Teilbezirk als Ersatzspeicher dient oder wobei ein Ersatzspeicher zusätzlich vorgesehen ist, dessen Zeilen defekte Matrixzeilen ersetzen, deren Adressen nach dem Testen der Matrix in einem Festwertspeicher und in Korrekturregistern aus statischen, flüchtigen Speicherzellen gespeichert werden, deren Ausgänge beim betriebsmäßigen Auftreten dieser Adressen die entsprechenden Zeilen des Ersatzspeichers unter Blockierung der defekten Matrixzeilen aktivieren, vergleiche den Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die Erfindung beschäftigt sich somit mit den sogenannten redundanten Speichern, bei denen mehr Speicherzellen als benötigt vorgesehen werden, so daß nicht brauchbar produzierte, also defekte, Speicherzellen durch die überzähligen und somit redundanten Speicherzellen ersetzt werden können. Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, wie er in der Zeitschrift "IEEE Journal of Solid-State Circuits", Oktober 1978, Seiten 698 bis 703, insbesondere Seite 699, linke Spalte, zu finden ist. Von den dort angegebenen drei Möglichkeiten zur Speicherung der Adressen der defekten Speicherzellen ist im Rahmen der Erfindung nur die dort als erste angegebene, nämlich die mittels statischen, flüchtigen Speicherzellen (dort als " electrically alterable latches" bezeichnet) von Interesse. In Zusammenhang mit dieser Speicherungsvariante ist angegeben, daß wegen der Flüchtigkeit dieser Art von Speicherung die Adressen der defekten Speicherzellen zusätzlich noch in einem Festwertspeicher enthalten sein müssen, wofür in der genannten Literaturstelle beispielsweise ein "Disk", also eine nach dem Magnetaufzeichnungsverfahren funktionierende Speicherplatte vorgesehen werden kann.

[0003] Im Hinblick auf die integrierte Herstellung derartiger Speichermatrizen stellt jedoch die Verwendung von Speicherplatten eine mit der Halbleitertechnik nicht kompatible Technik dar. Es besteht daher grundsätzlich die Forderung, daß die gesamten Funktionen eines derartigen redundanten Speichers mit der Technik integrierter Halbleiterschaltungen zu realisieren ist. Es verbietet sich daher für eine möglichst umfassende Integrierung die Anwendung von Magnetplatten zur festen Speicherung der Adressen von defekten Speicherzellen.

[0004] Die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung löst somit die Aufgabe, eine redundante Speichermatrix entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 unter ausschließlicher Anwendung von in der Halbleitertechnik üblichen Mitteln auszubilden, wobei Spezialtechniken, wie zum Beispiel die in der genannten Druckschrift angegebene Verwendung von durchbrennbaren Widerständen oder mittels Lasern zu trimmenden Bauelementen als wiederum mit der Integrierungs- Standard-Technologie nur unter erhöhtem Aufwand kompatible sonderausgeschlossen sein sollen. Derartige Spezialverfahren erfordern nämlich einen zusätzlichen und beträchtlichen apparativen Aufwand und bringen insbesondere bei der Realisierung derartiger Speichermatrizen auf möglichst kleiner Fläche, also möglichstrgeringen Leitbahnbreiten und- Abständen,eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich.

[0005] In der Figur der Zeichnung ist ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Matrix aus nichtflüchtigen, umprogrammierbaren Speicherzellen zur näheren Erläuterung gezeigt. Die Matrix m besteht wie allgemein üblich aus in Spalten und Zeilen angeordneten Speicherzellen, wobei für die Figur vorausgesetzt ist, daß die Informationsspeicherung und der Zugriff zu dieser Information im wesentlichen zeilenweise erfolgt. Der im unteren Teil der Matrix m gestrichelt gezeichnete Teilbezirk dient als Ersatzspeicher e, dessen Zeilen defekte Matrixzeilen ersetzen. Im oberen Teil der Matrix m ist ferner der Matrixteil t aus intakten Matrixzeilen gezeigt, wobei dieser Matrixteil bei der Konzeption der Matrix m und deren Herstellung von vornherein in dieser Position festgelegt ist. Schließlich sind als unterster Teil der Matrixm die Datenausgänge a besonders gekennzeichnet, die im allgemeinen so konzipiert sind, daß mittels des den Lesebetrieb charakterisierenden Signals 1 die gespeicherten Daten an den Datenausgang ad durchgeschaltet werden.

[0006] Die einzelnen Zeilen der Matrix m werden von den an den Adreßeingang ea angelegten Adressen dieser Zeilen über den Adreßdecoder da angesteuert, von dem der Teildecoderdt für die Adressen der Zeilen im festgelegten intakten Matrixteil t besonders gezeichnet ist. Dem Ersatzspeichere ist der Ersatzdecoder de zugeordnet, dessen Eingang ebenfalls mit dem Adreßeingang ea verbunden ist.

[0007] Der Dateneingang ed des Korrekturregisters k ist mit dem Datenausgang a der Matrix m verbunden,und sein Datenübernahmeeingang eu liegt am Ausgang der Steuerstufe s. Dieser sind zwei Arten von Eingangssignalen zugeführt, nämlich zum einen das den Lesebetrieb charakterisierende Signal 1 und zum anderen die Ausgangssignale eines Steuerdecoders ds, der auf dieselben Adressen anspricht wie der Teildecoder dt des Adreßdecoders da.

[0008] Schließlich sind die Ausgangsleitungen des Ersatzdecoders de über das Vielfach-ODER-Gatter mit dem Blockiereingang eb des Adreßdecoders da verbunden, wodurch in bekannter Weise bei betriebsmäßiger Auswahl eines Ersatzdecodersde die entsprechenden Ausgänge des Adreßdecoders da unter Blockierung der defekten Matrixzeilen deaktiviert werden.

[0009] Bei Betrieb der integrierten Matrix m nach der Erfindung wird am Ende jedes Einschaltvorgangs der Betriebsspannung oder, wenn während des Betriebs eine Abweichung vom Sollwert der Betriebsspannung auftritt, am Ende dieser Abweichung während eines Normierzyklus die Matrix m nur mit den Adressen des festgelegten Matrixteils t gespeist. Dadurch gibt die Steuerstufe s ein Signal ab, das über den Datenübernahmeeingang eu des Korrekturregisters dieses zur Aufnahme von Daten öffnet, so daß die dann am Datenausgang a der Matrix m auftretenden und aus dem festgelegten Matrixteil t ausgelesenen Adressen der defekten Zeilen in das Korrekturregister eingelesen werden. Das Korrekturregister k ist somit für den üblichen Speicherbetrieb der Matrix m mit den Adressen der defekten Zeilen geladen, und die Matrix m arbeitet in der bekannten Weise.

[0010] Bei der Erfindung ist somit kein halbleitertechnikinkompatibler Festwertspeicher erforderlich, sondern es wird vielmehr ein bestimmter festgelegter Matrixteil der integrierten Matrix m aus nichtflüchtigen, umprogrammierbaren Speicherzellen als derartiger Festwertspeicher benutzt. Der Hauptvorteil der Erfindung ergibt sich somit unmittelbar aus der Aufgabenlösung. Ferner ist es ohne weiteres möglich, die Speichermatrix in ein umfangreicheres Gesamtsystem einzubeziehen, beispielsweise in einen Mikroprozessor, wobei dann beispielsweise dessen Reset-Routine dazu herangezogen werden kann, den geschilderten Normierzyklus durch Anlegen der Adressen des festgelegten Matrixteils t auszuführen.

[0011] Obwohl die Beschreibung der Erfindung im wesentlichen nur das zeilenweise Lesen und Schreiben der Matrix erwähnt, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß er im Bedarfsfall den Grundgedanken der Erfindung auch realisieren kann, wenn anstatt zeilenweiser spaltenweise Informationsverarbeitung vorgesehen werden muß.

[0012] Als Speicherzellen eignen sich insbesondere die verschiedenen bekannten Arten von sogenannten Floating-Gate-Speicherzellen, vergleiche beispielsweise die Zeitschrift "Electronics", 28.2.1980, Seiten 113 bis 117 und die Offenlegungsschrift DE 30 07 892 A1.

Ansprüche

1. Integrierte Matrix (m) aus nichtflüchtigen, umprogrammierbaren Speicherzellen, von der ein Teilbezirk als Ersatzspeicher (e)dient oder wobei ein Ersatzspeicher zusätzlich vorgesehen ist, dessen Zeilen defekte Matrixzeilen ersetzen, deren Adressen nach dem Testen der Matrix in einem Festwertspeicher und in Korrekturregistern (k) aus statischen, flüchtigen Speicherzellen gespeichert werden, deren Ausgänge beim betriebsmäßigen Auftreten dieser Adressen die entsprechenden Zeilen des Ersatzspeichers (e) unter Blockierung der defekten Matrixzeilen aktivieren,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- als Festwertspeicher für die Adressen der defekten Matrixzeilen dient zeilenweise ein festgelegter, intakter Matrixteil (t),

- die Datenausgänge (a) der Matrix (m) sind mit den Dateneingängen (ed) des Korrekturregisters (k) verbunden, und

- der Datenübernahmeeingang (eu) des Korrekturregisters (k) liegt am Ausgang einer Steuerstufe (s), deren erstem Eingang ein den Lesebetrieb der Matrix charakterisierendes Signal (1) zugeführt ist und deren zweiter Eingang mit dem Adreßeingang (ea) der Matrix (m) über einen Steuerdecoder (ds) für die Adressen des festgelegten Matrixteils (t) verbunden ist.

2. Betriebsschaltung für eine Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende jedes Einschaltvorganges der Betriebsspannung oder am Ende jeder Abweichung von deren Sollwert während eines Normierzyklus die Matrix (m) nur mit den Adressen des festgelegten Matrixteils (t) gespeist ist.

Zeichnung